Журнал «Компьютерра» № 25-26 от 11 июля 2006 года (645 и 646 номер)

ТЕХНОЛОГИИ: IT-технологии Бога Войны

Автор: Анатолий Сорокин

В наши дни первым (а иногда и единственным) приложением результатов развития хайтека является военное дело. Впрочем, так было в любую историческую эпоху. Высокими технологиями в разное время были (и не потеряли важности, но сейчас так не называются) металлургия и материаловедение, знания по математике, химии и физике, инженерное искусство, связывавшее все это в единое целое. Сейчас под хайтеком понимаются разнообразные применения электронной цифровой вычислительной техники. Несмотря на попытки ухода от прилагательного «вычислительный», в своей основе практически любое цифровое устройство является комбинацией двоичных логических элементов, выполняющих сугубо вычислительные операции, пусть и на уровне булевой алгебры. А если объединить «хайтек прошлого» с «хайтеком нашего времени», то одним из самых ярких примеров применения всех этих технологий в военном деле будет являться современная артиллерия (не случайно в игре Civilization IV Сида Мейера артиллерия — это не только юнит, но и технология в плане развития общества).

Автор этих строк познакомился с артиллерией по воле случая в лице своего РВК, когда туда пришло требование о направлении ряда пребывающих в запасе граждан-программистов на сборы в одну из частей Мулинского гарнизона. До этого были шесть лет обучения на радиофаке Нижегородского госуниверситета, три года не увенчавшейся защитой аспирантуры там же, еще год работы научным сотрудником, до достижения 27 лет. Что греха таить, причина понятна, но в армию попасть таки довелось. 25 дней «партизанщины» были самым настоящим приключением, пришлось познакомиться со всем и поучаствовать во всём, что имеет отношение к армейской службе (горячий привет фанатам офлайновых RPG!). Но самым главным по ходу этой «ролевой игры» было желание по-настоящему освоить воинскую специальность артиллериста-вычислителя. Эта специальность открывает мир приложения хайтека в военном деле, когда сам становишься живым компьютером и начинаешь вспоминать порядком подзабытый школьный и вузовский курс математических дисциплин. Поработав на этом поприще, можно четко сказать, что несет в себе компьютеризация и что представляют собой те самые «таинственнейшие» технологии, о которых так много сейчас пишут в прессе. Здесь не будет упоминания чего-нибудь секретного, более того, возможны и ошибки из-за недопонимания, но надеюсь, что старшие по опыту и званию товарищи поправят, если нужно.

Для незнакомых со спецификой артиллерии кратко изложу суть дела. Артиллерия занимается поражением противника путем стрельбы из орудий или запуска неуправляемых ракет. Стрельба делится на стрельбу прямой наводкой (когда наводчик видит результаты стрельбы и сам корректирует наводку орудия) и на стрельбу с закрытых позиций, когда цель не находится в прямой видимости с линии огня. Первый случай характерен для противотанковой артиллерии, второй — для «артиллерии в узком смысле слова». Хотя бывало и бывает всякое — противотанковые пушки иной раз стреляли с закрытых позиций, а гаубицы — прямой наводкой, но артиллеристы должны мастерски уметь действовать во всех ситуациях. Однако задержимся на случае стрельбы с закрытых позиций (подробно см. ru.wikipedia.org/wiki/Стрельба с закрытых позиций). Именно там возникает необходимость в артиллеристе-вычислителе.

В этом случае наблюдение за целью и результатами стрельбы ведет артиллерийская разведка, чей командно-наблюдательный пункт (КНП) (радар, вертолет, посты сопряженного наблюдения) находится в иной точке местности, нежели огневая позиция (ОП). Соответственно дальность и дирекционный угол до цели, равно как и отклонения разрывов своих снарядов по фронту и глубине измеряются относительно КНП. Наводчику орудия, в свою очередь, требуются установки для орудия (прицел и угол доворота от основного направления) применительно к топографическим координатам ОП. Выполнение этих преобразований — одна из обязанностей вычислителя. При этом могут использоваться ЭВМ с ручным вводом данных, калькуляторы, механические аналоговые счетные приборы управления огнем и расчета корректур, чисто аналитическое решение на бумаге. Также в обязанности вычислителя входит подготовка данных для стрельбы, связанных с меняющимися внешними условиями — погодой, износом орудий, характером решаемой боевой задачи (учет типа боеприпасов, планирование их расхода). Для этого надо уметь работать с многочисленной измерительной аппаратурой и знать многое о происходящих при стрельбе процессах (см. ru.wikipedia.org/wiki/Полет снаряда, ru.wikipedia.org/wiki/Выстрел , ru.wikipedia.org/wiki/Баллистическая станция и другие статьи в категории «Артиллерия». Почти наверняка там есть не одна ошибка или неточность, но тем и хороша Википедия, что знающий человек может легко исправить обнаруженные в статье недочеты.

Все стоящие перед вычислителем задачи необходимо решать за минимальное время, имеются нормативы на время решения. Поскольку российская и советская артиллерия без преувеличения были лучшими в мире по образованности кадров, то в настоящее время существуют эффективные методики быстрого решения вычислительных задач артиллерии. В них задействован целый пласт математики — от тривиальной школьной алгебры до дифференциального исчисления, теории вероятностей и уже не совсем тривиальных разделов стохастики и теории случайных процессов. Говорить об их изяществе и удобстве можно много, но автор испытывал самое настоящее удовольствие, решая с их помощью учебные примеры. Хоть и думал, что университетские знания по математике вряд ли пригодятся в жизни, но они пригодились там, где меньше всего ожидал. А потом вспомнил, что замечательный учебник Елены Сергеевны Вентцель «Теория вероятностей» написан по материалам лекций для одного из военных артиллерийских вузов [Е.С. Вентцель была полковником Советской Армии и преподавателем военной академии — пр. М. Ваннах].

Поскольку вся работа вычислителя есть полнейший аналог работы центрального процессора ЭВМ, то появилась и пара-тройка рекомендаций начинающим программистам в погоне за быстрым выполнением программы: любите таблицы и — меньше сложных операций! В таблицах стрельбы зафиксированы значения для нормальных условий, а выходные данные для многообразнейших внешних параметров получаются путем добавления поправок к затабулированным значениям. Чтобы быстрее и безошибочнее считать, разработаны методики, где операции умножения и деления сведены к минимуму. Кто писал программы на ограниченных по ресурсам системах, тот сразу уловит в этом знакомую нотку. Если же исходные параметры по каким-то причинам неизвестны, то в артиллерии действует правило — узнаем их суммарное влияние на результат сами! Создание и пристрелка реперов с последующим расчетом корректур позволяют методом последовательных приближений добиться желаемого. Здесь уже перекличка с численными методами исследования незнакомых многомерных функций.

В англоязычной Википедии утверждается, что слово computer в доцифровую эпоху означало девушку, на арифмометре и логарифмической линейке считающую те самые таблицы стрельбы для своих парней-артиллеристов. В артиллерийских вычислительных отделах работали десятки и сотни таких тружениц. И ENIAC создавался в том числе для облегчения их нелегкой и ответственной работы, потому и унаследовал от них название «computer». Таблицы стрельбы он и его преемники считали столь успешно, что девушки-"компьютеры" из вычислительных отделов вскоре вынуждены были искать новую работу.

А где же тогда в артиллерии столь привычный, «натурально-электронный» хайтек? Выше уже упоминалась ЭВМ для облегчения работы вычислителя. В нашей части это было единственным, что сержант-инструктор не объяснял. В командно-штабной машине (КШМ) 1В14М этот агрегат входит в «стандартную комплектацию». В нем на элементной базе конца 1980-х годов жестко зашиты алгоритмы расчета артиллерийских вычислительных задач и криптография для передачи текстовых сообщений (более современный аналог Enigma). Но считала батарея сборов… на сотовых телефонах; то еще занятие, если честно. В ближайшее увольнение автор сразу же раздобыл обыкновенный калькулятор, чтобы поудобнее было, а о чем-то программируемом приходилось только мечтать, хотя это было бы «бац-бац и в точку!». Недофинансирование (дальше шестиэтажная армейская лексика вырезана самоцензурой). Но наметки по решению проблемы тоже имеются — последняя модификация российской самоходки 2С19М уже оснащена GPS/ГЛОНАСС-аппаратурой топографической привязки к местности, цифровым баллистическим вычислителем и комплектом спецоборудования для стрельбы управляемыми снарядами. Но «там кнопки жать надо…», тогда как из старенькой 2С3 «Акация» стреляем метко с закрытыми глазами — вот вердикт одного из офицеров (причем блистательно управляющегося с собственным новейшим SonyEricsson!). Недоработанный пользовательский интерфейс девайса в самоходке? Не знаю, не работал…

Однако максимум эффективности из всей артиллерийской системы можно было бы выжать, связав батарею упомянутых самоходок, КШМ, датчики внешних условий и связь с вышестоящим командованием в единый комплекс. Когда топогеодезическая привязка выполняется автоматически по созвездию спутников, на тактическом дисплее КШМ решаются вопросы о целеуказании, планировании огня, опросу статуса машин батареи, противодействии контрбатарейному огню врага, а затем команды передаются исполнительным устройствам самоходок. Эффективность могла бы быть потрясающей. В частично электронном варианте это существует и сейчас — связь держится по телефону или рации, предусмотрена и частично автоматизированная (или механизированная) обработка данных. Насколько известно автору, в США активно пытаются создать такую систему и уже испытывают ее прототипы. Но! Старые бескомпьютерные методы еще послужат, и им явно рановато уходить в отставку.

Пусть это и тривиальная истина, но полномасштабное внедрение электроники приведет к потере контроля и ответственности. Сейчас за собственные ошибки, приводящие к friendly fire, вычислитель ответит со всей суровостью. А на компьютер ошибку списать проще простого… И из-за багов в софте он действительно может ошибаться, а единая боевая информационно-управляющая система не может быть простой, чтобы «вылизать код» до каждой ассемблерной инструкции в каждом из контроллеров. А апокалиптическая возможность захвата управления противником или как минимум DoS-атака средствами радиоэлектронной и оптической борьбы? Фантастика? Отнюдь. Автор так и не получил ни подтверждения, ни опровержения упоминавшимся в печати случаям, когда на Северном Кавказе в артиллерийские радиосети входили «хакеры», точно указывавшие координаты российским пушкам для стрельбы по российским же мотострелкам (и благодарившие за точную стрельбу после). Правда, многие из этих «хакеров» ранее служили в Советской Армии и отлично знали все тонкости «протоколов обмена». В конце концов научились бороться и с ними, но погибших уже не вернешь…

Ключевым фактором в преодолении описанной выше ситуации стало строгое соблюдение процедуры радиообмена данными и личное знакомство по радиоэфиру наблюдателей, вычислителей и командиров орудий. Такая комбинация позволила отсекать «чужие сетевые пакеты» от непрошеных «IP-адресов», даже «спуфленных». В случае полностью электронных коммуникаций возможная компрометация протокола грозит куда более страшными вещами. Стоит ли полагаться на то, что электроника подсознанием определит, что «что-то здесь не так»? В самой ее глубине таится двоичная логика — либо свой, либо чужой, а права на сомнение не дано. И свидетельств потом не найти — вряд ли боевая информационно-управляющая система будет вести подробнейшие логи своих действий. Да и интеллект ее пользователей недостаточно высок для экспресс-анализа странных глюков в поведении системы. Люди же каким-то «шестым чувством» уже умеют выявлять фальшивку среди радиограмм с безупречными позывными. О возможных масштабах последствий тотальной компьютеризации и веры в ее чудодейственность преподобный отец Михаил уже не раз высказывался. В армии это обострено до крайности — ошибки в управлении там так же смертоносны, как сами средства поражения, и примеров тому великое множество. Не приведи кому-нибудь оказаться в такой адской свистопляске, когда все впечатления сведутся к куплету, вынесенному в эпиграф.

На практике это частично подтвердилось в иракской кампании США. Friendly fire даже без упомянутого ранее М. Ваннахом следования вплотную за огневым валом. Но уже примитивная иракская РЭБ не раз приводила к дезорганизации американских войск, что нам было официально заявлено на занятиях. Из радиопередач 2003 года помню, что «наступающие войска коалиции были остановлены огнем иракской артиллерии». Далеко не самой современной, но оказавшей сопротивление «освободителям» при подавляющем превосходстве последних во всех материальных компонентах. И хотя история не признает сослагательного наклонения, что могло случиться, если бы у иракских артиллеристов была спец-БЧ с тактическим ядерным боезарядом? Попутно замечу, что и без спец-БЧ артиллерия сейчас является одним из важнейших родов войск, несмотря на значительный перекос общественного (но отнюдь не военспецовского) мнения в сторону авиации. Сомневающимся лучше попытаться убедить американских солдат в Ираке об устарелости и ненужности артиллерии, а затем посмотреть на результат. Посему Богу Войны еще долго быть Богом.

Может, кто-то спросит: «А каково сейчас быть жрецом Бога Войны в России и как это вообще, по жизни»? Очень тяжело, и не потому, что электроники нет. Более того, на базе древних персоналок армейские Кулибины делают очень интересные вещи. Года два назад в «Красной Звезде» была статья про умельцев, собравших на базе персоналки информационно-управляющую систему для самоходки 2С5 «Гиацинт». Гораздо хуже невнимание к житейским проблемам военнослужащих (хотя в армии многие являются энтузиастами своего дела и по этому поводу лишь ворчат, что по выходе на пенсию получат не квартиру, а бумажку), и самое страшное — очень мало грамотных людей в рядовом и сержантском составе. Мудрые, полные боевого опыта, выстраданного собственным потом и кровью, книги в библиотеке вскоре не смогут быть прочитаны из-за непонимания сути изложенных в них вещей. Нет новых книг и поучений на основе самых последних событий, что тоже не может радовать. Также печально, что, видя эту проблему, власти пытаются решить ее известным, самым простым и дешевым путем. Но из-под палки еще никогда ничего хорошего не получалось, стоит ли в миллионный раз наступать на одни и те же грабли, к тому же взрывоопасные в прямом смысле слова? Неужели трудно поставить дело так, чтобы после окончания гражданского вуза с военной кафедрой студент сказал: «Я хочу поработать артиллеристом — и квартира после службы будет, и не только на нее заработанного хватит, и тематика у них очень интересная». Поверьте, интересных задач в хайтек-сфере, связанной с артиллерией, хватает в избытке. А ведь пока еще есть грамотные и отлично знающие свое дело офицеры, готовые помочь разобраться в сложном для новичка предмете. И на данный момент поставленную задачу их подразделения выполнят! Российская артиллерия не пустое слово. Пока…

Благодарю за помощь и доброжелательность при моей нелегкой «партизанщине» в августе 2005 года полковника С., майоров Т. и Т., капитанов К. и Я., лейтенанта И. и прапорщика Ф. Всем же артиллеристам желаю разносить в клочья только мишени на учебных стрельбах.